Отвечаем на ваши гипотетические вопросы с точки зрения физики

Секция коротких ответов 2

Оригинал: Short Answer Section II

В сегодняшней заметке я дам короткие ответы на несколько вопросов читателей. (Предыдущий выпуск здесь.)

Что, если мой принтер сможет печатать настоящие деньги, насколько это повлияет на остальной мир?

— Дерек ОʼБрайан

Вы можете уместить четыре купюры на листе бумаги формата А4.

Эти заметки являются законным платежным средством для всех долгов: государственных, частных, юридических, родовых, эмоциональных и жизни вуки.

Если ваш принтер сумеет печатать по одной странице (с обеих сторон) в минуту, в режиме полноцветной высококачественной печати, то за год получится 200 миллионов долларов.

Фальшивомонетчик использует мотив песни Seasons of Love, чтобы выяснить свой годовой доход.

Для вас этого достаточно, чтобы сильно разбогатеть, но не хватит на то, чтобы создать хоть какую-то брешь в мировой экономике. Поскольку в обращении находятся 7,8 миллиардов 100-долларовых банкнот, и продолжительность жизни 100-долларовой банкноты около 90 месяцев, это означает, что в год их производится около миллиарда. Ваши дополнительные два миллиона банкнот с трудом удастся даже заметить.

Что, если взорвать атомную бомбу в центре урагана? Исчезнет ли ураган сразу?

— Руперт Бэйнбридж (и сотни других)

Этот вопрос очень часто задавали.

Оказывается, Национальному управлению океанических и атмосферных исследований — структуре, в которую входит Национальный центр прогнозирования ураганов, — их тоже задавали множество раз. И их так часто спрашивали, что они опубликовали ответ.

Я бы посоветовал прочитать его целиком, но, как мне кажется, последняя фраза из первого абзаца говорит о многом:

«Нет нужды говорить, что это плохая затея».

Я действительно рад, что кто-то в правительстве США вынес заключение по вопросу стрельбы ядерными ракетами по ураганам.

Что, если все разместят турбогенераторы в водосточных трубах своих домов и мест работы, как много энергии они выработают? Будет ли достаточно этой энергии, чтобы окупить стоимость генераторов?

— Дамьен

Дом, использующий дождь стекающий по крыше, чтобы крутить лопасти турбины.

На дом в дождливом месте, типа юго-востока Аляски, может проливаться около 4 метров воды в год. И водные турбины могут быть достаточно эффективны. И если дом имеет площадь 140 кв.м., а водостоки имеют высоту в 5 метров, то он будет генерировать около одного ватта мощности с одного дождя, и максимальная экономия электричества будет около:

$$ 140\text{ м}^2 \times 4\tfrac{\text{метра}}{\text{год}}\times1\tfrac{\text{кг}}{\text{литр}} \times9{,}81\tfrac{\text{м}}{\text{с}^2}\times5\text{ метров}\times15\tfrac{\text{центов}}{\text{кВт·ч}}=\frac{$1{,}14}{\text{год}} $$

Самый дождливый час был зарегистрирован в 1947 году в Холте, Миссури, где выпало около 30 сантиметров дождя за 42 минуты. За эти 42 минуты наш гипотетический дом сгенерирует до 800 ватт электричества, чего должно быть достаточно, чтобы запитать всё внутри него. В оставшееся время года значение даже не приблизится к этому.

И при стоимости генератора в 100 долларов, жители самого дождливого места в США, Кетчикане, Аляска, смогут отбить его стоимость в течение века.

Если использовать только произносимые сочетания букв, насколько длинные имена придётся присваивать звёздам, чтобы у каждой во Вселенной было своё уникальное имя в одно слово?

— Симус Джонсон

Во вселенной около 300 000 000 000 000 000 000 000 звёзд. Если слово произносимо при чередовании в нём гласных и согласных (есть способы получше сделать слово произносимым, но этого достаточно для приближения), то каждая добавленная пара букв позволяет назвать в 105 раз больше звёзд (21 согласная и 5 гласных). 105 вариантов на каждую пару букв — примерно такая же плотность информации, как у цифр. Это предполагает, что имя в конечном итоге получится примерно таким же длинным, как и общее выписанное количество звёзд.

Звёзды, называемые Джо Байден.

Мне нравится считать что-то, что включает в себя измерение длины записанного на странице числа, но на самом деле это просто способ свободно прикинуть десятичный логарифм от x. Это работает, но кажется таким неправильным.

Иногда я езжу в школу на велосипеде. Зимой ехать на велосипеде раздражает, потому что очень холодно. Насколько быстро мне нужно ехать, чтобы моя кожа разогрелась тем же способом, что и у спускаемого космического аппарата?

— Дэвид Нэй

Спускающиеся аппараты нагреваются потому, что они сжимают воздух перед ними (а не, как принято считать, из-за трения воздуха).

Согласно этому калькулятору, чтобы увеличить температуру воздушного слоя перед вашим телом на двадцать градусов Цельсия (достаточно, чтобы перейти от заморозки к комнатной температуре), нужно ехать со скоростью 200 м/с.

Самые быстрые транспортные средства, движимые мускульной силой и двигающиеся на уровне моря, — лежачие велосипеды, заключённые в обтекаемые аэродинамические оболочки. Эти велосипеды разгоняются вплоть до 40 м/с. Это та скорость, которую человек может произвести, чтобы уравновесить свои усилия и силу сопротивления воздуха.

Поскольку сопротивление воздуха увеличивается пропорционально квадрату скорости, то это значение будет достаточно сложно увеличить. Чтобы разогнаться до 200 м/с потребуется, как минимум в 25 раз больше мощности, чем для разгона до 40 м/с.

На таких скоростях последнее, о чём нужно думать, — нагрев от воздуха. Быстрая прикидка покажет, что температура вашего тела, совершающего такую работу, увеличится до смертельной за пару секунд.

Сколько физически места занимает Интернет?

— Макс Л.

Существует множество способов прикинуть количество информации, содержащейся в Сети, но мы можем задать интересную верхнюю границу, просто прикинув, сколько дискового пространства (как образец) мы купили.

Индустрия систем хранения данных производит около 650 миллионов жёстких дисков в год. Если большинство из них — 3,5″ диски, это означает, что производится восемь литров (2 галлона) жёстких дисков в секунду.

Это значит, что последние несколько лет производство жёстких дисков благодаря постоянно увеличивающимся объёмам носителей представляет собой большую часть мировой системы хранения, мы заполнили лишь нефтяной танкер. Таким образом, исходя из расчётов, Интернет меньше, чем нефтяной танкер.

Что, если мы примотаем C4 к бумерангу? Будет ли это эффективным оружием или это будет так же глупо, как и звучит?

— Чед Мацзиевски

Это второй.

Пофиг на аэродинамику, мне интересно, какое тактическое преимущество вы хотите получить, имея летающий фугас, который вернётся к вам, если вы промахнётесь.